Дефектный диоксид титана с кислородными вакансиями: синтез, свойства и применение в фотокатализе

Диоксид титана (TiO₂) — важный полупроводниковый оксид, широко изучаемый для применения в фотокатализе. Его свойства, в том числе поглощение света, перенос заряда и адсорбция на поверхности, тесно связаны с дефектной структурой, которая существенно влияет на фотокаталитическую активность TiO₂. Среди дефектов TiO₂ особое значение имеют кислородные вакансии; предполагается, что они являются преобладающим типом дефектов во многих оксидах металлов. Их широко исследуют с помощью теоретических расчётов и экспериментальных методов. В этом кратком обзоре описаны существующие подходы к синтезу дефектного TiO₂ с кислородными вакансиями, а также связанные с дефектами структурные, электронные, оптические, адсорбционные и восстановительные свойства материала, непосредственно влияющие на его фотокаталитическую активность. Особое внимание уделено применению дефектного TiO₂ в фотокатализе. Кроме того, обозначены проблемы и перспективные направления дальнейших исследований. Авторы надеются, что этот обзор будет полезен для разработки и создания полупроводниковых наноматериалов с дефектами для различных задач фотокатализа.